Тонка скляна плівка, що імітує структуру яскраво-синіх крил метелика морфо, захистить речі від перегрівання, але залишить їх кольоровими. Вона складається з дрібних наноструктур, що відбивають світло так, що вкритий нею предмет буде мати синій колір, але при цьому лишиться принаймні на два градуси Цельсія прохолоднішим за температуру довкілля, розповідає видання New Scientist. Відповідна стаття китайських матеріалознавців опублікована у журналі Optica.
Збільшене зображення крила метелика морфо. Світло проходить крізь прозорі лусочки, відбиваючись від нижніх, що завдяки розсіянню і накладанню світла утворює синє забарвлення. F. Nijhout, Duke University
Чому вчені звернули увагу на метеликів?
Зазвичай, щоб уникнути зайвого нагрівання предметів, їх рекомендують зафарбовувати у білий колір, який майже не поглинає сонячного світла й тому знижує теплове навантаження та навіть дозволяє охолодитися. Утім, науковці з Шеньчженьського університету спільно з колегами вирішили знайти підхід, який збереже речам колір, але не сприятиме при цьому перегріванню, поглинаючи забагато світла. У цьому матеріалознавцям допомогли метелики морфо, крила яких для людського ока здаються яскраво блакитними, тоді як насправді мають жовтувато-брунатне забарвлення. Своїм забарвленням метелики завдячують не пігментам, а особливій будові лусочок, яка специфічно відбиває й поглинає світло. Її структуру й відтворили науковці на тонкій плівці з срібла.
Яку плівку створили науковці?
Плівка складається з тонкого, всього у міліметр товщиною, шару матового кварцового скла, яке має нерівну поверхню, щоб заломлювати світло під різними кутами. Скло для кращого відбивання світла, аби воно не провокувало нагрівання, знизу вкрили додатково шаром срібла, а зверху — оксидом титану, щоб сприяти розсіянню світла, необхідному для утворення кольору.
Поведінка світла при потраплянні на плівку. Wanlin Wang et al. / Optica, 2023
Вкривши такою плівкою автомобіль, науковці виявили, що навіть під прямими сонячними променями, температура поверхні була на два градуси Цельсія нижчою за температуру навколо та на 26 градусів нижчою за температуру машини, пофарбовану у звичайну синю фарбу. Науковці вважають, що зможуть створювати таким чином різні кольори, не лише синій, а замінивши шар срібла, наприклад на діелектрик, зможуть забезпечити зниження температури і до 10 градусів Цельсія.
Зразки плівки, яку створили вчені, під різними кутами. Wanlin Wang et al. / Optica, 2023
Раніше ми розповідали про ще один спосіб захисту автомобілів від спеки. Ковдра для електромобілів з діоксиду кремнію та нітриду бору захистить від перенагрівання влітку та зігріє взимку, щоб вберегти від перепадів температур батареї. А про різномаїття кольорів у природі, зокрема і про крила метеликів, ми розповідали у нашому матеріалі «Розфарбувати світ».